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18 胸腺——杀手大学

18 胸腺——杀手大学

上学可能会相当不爽、烦人。要上课,要考试,有成绩的压力,要和他人相处,还要早起。而这一切都发生在你正要从“青少年”这个人生中最糟糕的阶段(许能)长成大人的时候。

不过人类的学校毫无危险,甚至还有些好玩,而适应性免疫细胞的大学就不同了:它们必须从胸腺这所“杀手大学”中毕业。胸腺关系着人的存亡,某种意义上还决定了你寿数几何,因此你可能以为人人都知道胸腺,如知心肺肝然。但奇怪的是,大多数人甚至都不知道有这个器官。或许是因为胸腺长得太丑了吧。

胸腺长得很无聊,毫无吸引力,就像两坨疙疙瘩瘩的老鸡胸肉拼在一起。尽管很丑,但它可是最重要的免疫细胞大学之一(其他还有负责教育B淋巴细胞的骨髓,不过这留待专章再讲),一些最强大最重要的适应性免疫细胞就在这里接受教育和训练:它们就是T细胞。[1]

我们前面提到过一类T细胞,它们赶赴战场扭转了战局,不过当时只简单一提,还没来得及介绍它们的特性。T细胞有各种各样的功能,包括指挥其他免疫细胞、成为抗病毒的超级武器、杀灭癌细胞等。后面我们会详谈神奇的T细胞及其功能,现在你只用记住:没有T细胞你就一命呜呼了,它们可能是你最重要的适应性免疫细胞。不过它们在为你而战之前,必须在胸腺中通过异常凶险的课程。在这里,考试通不过不是拿低分,而是死亡。

胸腺

每个T细胞都要从胸腺这所杀手大学中毕业。它们可不是只为了让父母骄傲,而是要活下去。

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训练T细胞

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只有最最优秀的学生才能逃脱这可怕的命运。上一章我们讲过:适应性免疫系统混合基因片段,生成数不清的受体,这些受体可以和宇宙间每一种可能的蛋白质结合,这些可被识别的蛋白就叫抗原。这意味着,每个T细胞生来都有某一种特殊的受体,可以识别某一种特殊的抗原。但这种办法也有个致命缺陷:受体种类这么多,肯定有很多T细胞的受体能和自体细胞的蛋白结合。这不是理论上的威胁,而是真实存在的病因,能引发一系列严重的疾病,叫“自身免疫性疾病”,几百万人正饱受其折磨。

比如,假设有一种T细胞受体可以和表皮细胞上的蛋白结合,且它不知道自己结合的是盟友,而只会想办法杀死表皮细胞。还有更糟的可能:因为人体有很多表皮细胞,T细胞会以为遭到了大规模袭击,到处都是敌人,于是会激活整个免疫系统进入攻击模式,引发炎症和各种混乱状况。雪上加霜的是,心脏细胞和神经细胞也可能受累,导致更严重的病情。

超过7%的美国人患有自身免疫性疾病。不过相关内容我们后面再讲。简而言之,自身免疫性疾病就是适应性免疫系统把自身细胞当成了敌人和异物,说这是生死攸关的威胁,可是毫不夸张的。

和你想的一样,身体极为重视这种威胁,于是让胸腺这所杀手大学来解决这个问题。新生的T细胞会来胸腺大学接受训练,训练分三步,或者更准确地说包含三项测试:

第一项测试主要是确保T细胞能够生成有效的T细胞受体。这就像在普通的学校里,老师要确保学生都带了笔记本和学习材料——唯一的不同是,T细胞学生要是忘了,可没机会回家拿,而会被一枪爆头。[2]

通过了第一项测试的T细胞都拥有功能正常的受体。目前为止,一切顺利!第二项测试叫“正向选择”:教练细胞会查看T细胞是否擅长识别合作细胞的受体。这就像是老师检查学生的笔有没有墨水,作业本是不是好的。同样,失败的惩罚就是死亡。

经过了前两关,最后也是最重要的一关正等着这些T细胞学生:“负向选择”。这可能也是最难的一关。这项结业考试很简单:T细胞会不会识别自身的细胞?T细胞的受体会不会和组成人体的主要蛋白质结合?正确答案只有“不,决不”。

因此在结业考试中,T细胞会见识身体细胞用到的所有蛋白质组合。顺便一提,安排的见面方式很巧妙:胸腺中主持考试的教练细胞有特权生成各种通常只在心脏、胰腺、肝脏等器官中才能生成的蛋白质,以及各种激素,如胰岛素等。然后它们会向T细胞展示所有这些被标记为“自身”的蛋白质。一旦T细胞能识别任一种自体蛋白,就会被带走直接一枪爆头。[3]

总之,98%的学生通不过全部培训,没毕业就被干掉了。每天有一两千万T细胞从胸腺大学毕业,它们代表2%的成功幸存者。这些T细胞各不相同,最后,对于你在全宇宙中可能遇到的每种敌人,都会至少有一个T细胞能识别它。[4]

但可惜,杀手大学已经在关停过程中了。胸腺在幼儿期就会开始萎缩,到青春期后退化得更快。每年都有越来越多的胸腺细胞变成脂肪细胞或干脆没用的组织。这所大学不断裁汰系科,随着人的老去情况不断恶化,到85岁左右,胸腺就永久关停了。对于想要健康长寿的人来说,这太可怕了。尽管身体也有其他一些地方能培训T细胞,但从今往后免疫力就大大减弱了。一旦胸腺失能,人就只能依靠现有的成熟T细胞了。胸腺功能的缺失是老年人比年轻人体弱,容易感染、患病、患癌的重要原因之一。为什么要这样呢?因为大自然不青睐不再拥有繁殖能力的人类,因此没有演化压力来让人活得更久。[5]

好。这两章我们知道了适应性免疫系统有宇宙最大的图书馆。知道了T细胞在生成后可以选取并重排一些基因片段,造出十亿百亿不同的受体(每个T细胞只携带一种受体)。这许多携带独特受体的T细胞,能识别世间所有可能的抗原。为确保适应性免疫系统的细胞不会意外地识别并攻击自身细胞,T细胞必须接受严格的训练,只有极少一部分才能存活下来。不过最后,对于你可能遇到的每种敌人,都会有一些免疫细胞来对付它。

听着都挺棒的。但就像生活中的每件事一样,总还有一些小问题。

[1]实际上T细胞的名字就从胸腺(thymus)而来,因为它们就在胸腺上学!这种命名法可有点怪。想想看,要是你是西北大学的学生就叫“NW人”,或是你姐姐去了布朗大114学就叫“B人”,是不是很奇怪?

[2]严格地说,没有T细胞是在胸腺里被干掉的,更准确的说法其实是,教练细胞下令让T细胞自杀,强迫的自杀。不过,嗨,我们不纠结字眼儿了。

[3]有些成绩最差的学生还有一线生机,这一点我们后面再了解。简而言之就是,擅长识别“自身”蛋白的T细胞可以变成“调节性T细胞”,它是一种用于平息免疫系统、防止自身免疫反应的特殊细胞。反正我们后面再讲。

[4]你可能好奇死掉的T细胞学生都去了哪里。那,胸腺中有许多巨噬细胞,它们的任务就是吃掉所有没通过测试的倒霉蛋儿。

[5]在研究延长寿命的领域,设法延缓胸腺组织萎缩甚至令其再生的思路很有前景。写作本书期间,有一项研究就声称他们让志愿被试的胸腺组织成功再生了,虽然该研究样本量很小,结果还有待更多研究和更多被试的重复验证。但要是你现在还很年轻,到你退休的118时候,说不定已经出现了让胸腺重生的药物或疗法呢!

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